論点①
つながる世界の基本モデル案
2015年8月5日
ソフトウェア高信頼化センター
概要
セーフティ、セキュリティ、信頼性要件について議論のためには、基本的な構成やつながり方 の考慮が必要。
世の中にあるアーキテクチャを参考にしながら、つながる世界に関して本WGにおいて検討を すすめるための基本的なモデルを定義する。
「Cyber Physical “society”（CPS（超情報化）社会）の概念図 【出典】平成27年4月 産業構造審議会 商務流通情報分科会 情報経済小委員会 中間とりまとめ」を元に追記 異なる分野の製品がつながって新 しいサービスを創造（IoT） 生 産 現 場 等 を つ な い で 産 業 基 盤 の 高 度 化 を 実 現 （CPS ）
IoTのモデルについて
1. 公開されている主要なリファレンス
oneM2M 「Release1」（2015年1月）
IIC「Industrial Internet Architecture」（2015年6月） Industrie4.0 「RAMI4.0」（2015年4月）
2. ISO/IECの取り組み状況
ISO/IEC JTC1 SWG5 「Study Report on IoT Reference Architectures/Frameworks」（2014年8月）
様々な分野にわたって調査されており共通のリファレンスの必要性が提言されている。
• JTC1 Standards：5分野調査されている。例えばSensorNetworkはプラグアンドプレイの管理 重視。
• ITU-T recommendations：例えばITU-T Y.2060は構成要素中心、Y.2063 WoTはWeb技術重視。 • ETSI：oneM2Mの規格はETSI等を規格をベースに検討。 • GS１：タグのユニークな割り当て重視。 • 他 ISO/IEC JTC1 SWG5の調査等からIoTのリファレンスについては様々な標準化団体やコンソー シアムが定義していて統一されていない状況。 主要なリファレンスの内、oneM2M、IIC、Indesutrie4.0を参考として検討
oneM2M（Release1）リファレンス
「M2Mのレイヤー構造と標準化対応」 【狙い】標準化を推進することにより垂直統合的にしかできなかったビジネスにおいて、水平 方向のサービス展開を図る。 【構成要素、振る舞い】M2Mを6階層とし、そのうちプラットフォーム、ゲートウェイ、デバイ スから構成要素を抽出。構成要素の振る舞いはアプリケーション機能（AE）、共通サービス機 能（CSE）で定義。 【関係性】機能（Entity）間の関係を定義。 【その他】セキュリティについては共通サービス機能で定義、またCSEをもたない低機能デバ イスも定義されている（⇒このような配置方法はセキュリティ・セーフティ・信頼性の検討の 実施に適している）。 「oneM2Mアーキテクチャ（実装イメージ）」 【出展】M2M標準化最新動向– oneM2M技術仕様（初版）の全貌– http://ftp.onem2m.org/Others/MARCOM/01_Regional_event_materials/20140901_ARIB -TTC%20Joint%20Seminar%20on%20oneM2M%20Standardization%20(Japanese).pdfIICリファレンス
【狙い】産業分野のためのリファレンスを定義。
【構成要素、振る舞い】全体を3階層に分類し（NWやゲートウェイを含めるとM2M階層と大き な差はない）、それぞれから構成要素を抽出し振る舞いを定義。
【関係性】垂直方向のデータフローと制御フローで関係を定義。
「Three-tier IIS(※) Architecture」
【出展】Industrial Internet Reference Architecture http://www.iiconsortium.org/IIRA-1-7-ajs.pdf
ERP 基幹システム MES 製造実行システム SCADA 生産監視制御システム PLCシーケンサ 機器制御装置 I/O入出力 FA機器、センサー等
Industrie4.0 RAMI4.0
「RAMI4.0」をもとに経済産業省が作成した図 【出典】経済産業省2015年度版ものづくり白書本文 http://www.meti.go.jp/report/whitepaper/mono/2015/honbun_pdf/pdf/honbun01_03_02.pdf 【狙い】関係する事業者が利用する様々な技術の相互運用性を重視 スマートグリッドアーキテクチャモデル（SGAM）を踏襲した立方体の形式で定義 • 立方体の横方向はPLM（プロダクト・ライフサイクル・マネジメント）。 • 立方体の奥行方向はTIA（トータリー・インテグレイティッド・オートメーション）。 • 立方体の垂直方向は相互接続の求められるサービスや機能をそれぞれのレベルに応じて配 置することを意味する。 製品 設計 生産 設計 生産管理・ 在庫管理 実行系/計画系/統合計画 販売 管理 保守・保全 アフター サービス TIA PLMつながる世界のモデル（IoT基本モデル）
IoT基本モデルはアプリケーション、データ、通信機能等から成る。 IoTの構成要素としてはIoTサーバ、IoT集約、IoT端末があげられる。 構成要素はそれぞれがIoTであり、それらをつなげた全体のシステムにおいてもIoTとなる。 （System of Systems） 1. 構成要素 現実世界からのデータ収集 IoT端末（センサー、車等） 収集したデータの集約、サーバとの中継 IoT集約（ゲートウェイ等） データ蓄積・分析、制御・サービス IoTサーバ 2. 補足： IoT機器ではセンサーのように低機能で信頼 性要件を配備困難な機器と配備可能な機器を 区別が必要 • 低機能端末 • 高機能端末 アプリケーション データ 通信機能 その他 モノ IoT基本モデル ※その他はOS, ミドルウェア、 ハードウェアなど IoTサーバ IoT集約 IoT端末 構成要素IoT基本モデルのつながり方の例
IoTサーバ、IoT集約、IoT端末間におけるつながり方のパターンとしては、以下のような例が 考えられる。 IoT基本モデルのつながり方の例 ①垂直方向の接続 IoTサーバ IoT集約 IoT端末 IoT端末 （IoT集約） IoT端末 （IoT集約） IoT端末 ②IoT端末間の直接接続 （※Car2Car等） ③複数のIoTサーバ間の接続 IoT端末 IoT端末 IoTサーバ IoTサーバ 上記の図において接続されるIoT端末には２つのレベルを想定 • セキュリティ等の対応が可能な高機能端末 • セキュリティ等の対応が不可能な低機能端末（参考）IoT基本モデルのユースケースについて
①交通情報配信 ②Car2Car通信
③交通情報配信＋ゴミ収集
ユースケース①：交通情報配信
垂直方向にデータを集めてサービスするケース ① データ収集 • プローブカー（複数）を直接インターネットに接続しデータ収集 ② データ蓄積・解析 • 大量の車両データ（時刻、位置等）を蓄積 • 過去実績をもとに、速度・旅行時間を補完し、分析 ③ 制御・サービス • 放送などによりリアルタイムに交通情報として配信 IoTサーバ： 車両から送付されたデータの蓄積 データ分析、交通情報配信 IoT端末（プローブカー） 車両データを送付 凡例 ：通信の流れ （注）上位層から下位層への制御データの流 れ、下位層から上位層編への計測データの流 れ、同じ層間の通信方向を厳密に示すと煩雑 になるのですべて両方向の矢印とした。ユースケース②：Car2Car
自律した機器間で直接通信するケース
1. 機器間の通信
• 車両間で車間距離など様々な情報を交換
